Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ г. ЮЖНО-САХАЛИНСКА

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ЛИЦЕЙ № 1

Научно-практическая работа по информатике

Моделирование в среде 3d studio max. Создание 3-d модели острова Сахалин

Выполнила: Ученица 11 А класса Гущина Мария

Научный руководитель: Атянин В.Н.

Южно-Сахалинск, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• ЧАСТЬ I. Среда моделирования 3D MAX
• 1.1 История создания 3D Studio MAX
• 1.2 Структура 3D MAX
• ЧАСТЬ II. Разработка собственной модели острова Сахалин
• I Этап. Постановка задачи
• II Этап. Разработка модели
• III Этап. Компьютерный эксперимент
• IV Этап. Анализ результатов моделирования
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
• ПРИЛОЖЕНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• Актуальность исследования. Применение компьютерной техники в современной жизни стало незаменимым. Огромное количество отраслей используют вычислительные машины для ускорения решения задач. До недавнего времени вся компьютерная техника была лишь вспомогательным устройством для человека. Компьютер проводил различные вычисления, а основная работа лежала всё равно на человеке. Перед человечеством же стояли задачи масштабных строительств, проектов на будущее, испытаний, которых компьютер решить не мог. С появлением мощных графических станций, а так же компьютеров, способных решать не только математические задачи, но и визуализировать сложнейшие технологические процессы на экране, начинается новая эра в компьютерной промышленности.
• Существует огромное количество областей, где применяется трёхмерное моделирование и анимация. Например, при испытании программы 3D Studio MAX пользователи проделали колоссальную работу, применяя эту программу в различных областях: при создании статической рекламы, динамических заставок для телеканалов, моделирования катастроф и трёхмерной анимации, в компьютерных играх, в архитектурном проектировании, в компьютерной графике, Web-дизайне и во многом другом. До недавнего времени работу по созданию спецэффектов в кинематографии выполняли в специальных павильонах с использованием физических моделей, методов прозрачной фотографии и дорогих оптических принтеров. Теперь это решается с помощью современных программ.
• Эта проблема очень актуальна в наше время и в связи с этим была определена тема исследования: «Создание модели острова Сахалин в 3D Studio MAX».
• Объект исследования: среда моделирования 3D Studio MAX.
• Предмет исследования: создание моделей с помощью модификаторов Edit Poly, Edit Mesh.
• Цель исследования: разработка 3D модели острова Сахалин в среде моделирования 3D Studio MAX.
• Задачи исследования:

- изучить среду моделирования 3D Studio MAX;

- рассмотреть особенности создания и модифицирования объектов;

- создать модель острова Сахалин.

ЧАСТЬ I. Среда моделирования 3D MAX

1.1 История создания 3D Studio MAX

Один из создателей компьютерного программного обеспечения Atari Гари Йост, в 1988 году оставил компанию Antic, и основал Yost Group, Inc., его коллегами стали Том Хадсон и Джек Пауэл. Йост ушёл из Atari в результате соглашений с директором новых проектов компании Autodesk Эриком Лайонсем (Eric Lyons).

Новая фирма Yost Group начинает работу над проектом Autodesk 3D Studio. Свой первый релиз группа представила в 1990 году. Параллельно был предана гласности программа создания объектов и анимации 2D - Autodesk Animator.

Впервые 3D Max появилась под именем Autodesk, хотя и Хадсоном было заявлено, что Autodesk выкупил права на этот пакет программ лишь в 2001 году.

В Atari ST работал и Джим Кент, с которым связан Autodesk Animator. Он трудился над созданием программы 2D и возможно был автором исходного кода Animator. Джим Кент не был связан с Yost Group, а работал на Autodesk.

3D Studio для Windows вышла в апреле 1996 года, уже с именем 3D Studio MAX, программа неоднократно переименовывалась пока не получила сегодняшнее название - Autodesk 3ds Max.

В 1997 году в сентябре покупатели получили возможность приобрести вторую версию 3D Studio MAX. Теперь компания ежегодно обновляет программу и, вместе с последним Autodesk 3ds Max 2010, выпустила шестнадцать релизов.

Программа 3ds Max применяется специалистами в производстве кинофильмов. Количество таких фильмов, которые были сняты и сделаны при помощи 3D Max растёт с каждым днём, это и «Люди X», «Трансформеры 2», «История игрушек», «Гарри Поттер и узник Азкабана», «Лара Крофт: расхитительница гробниц», «Человек-паук», трудно перечислить все, не говоря уже о клипах и рекламных роликах.

Создание фильма это целая индустрия кино, этой работой при создании одной картины заняты многие сотни людей, современные технологии киноиндустрии используют специальные пакеты программ и среди них 3ds Max.

1.2 Структура 3D MAX

Трехмерная графика и анимация, открывающие двери в захватывающий мир виртуальной реальности, занимают особое место среди компьютерных технологий, а пакет 3D Studio MAX компании Discreet является самым популярным среди приложений для трехмерного моделирования, анимации и рендеринга. Он обладает всеми необходимыми средствами для создания игровых миров и анимационных роликов и потому используется большинством разработчиков компьютерных игр и незаменим в компьютерной мультипликации и художественной анимации. Дизайнерам и инженерам 3D Studio MAX предоставляет средства фото реалистической визуализации для анализа разрабатываемого проекта, проведения презентаций и создания маркетинговых материалов. Широко применяется он в архитектурном проектировании для создания дизайна интерьеров. Давно оценили данное приложение и специалисты по телевизионным заставкам, клипам и спецэффектам в кино, пакет широко применяется при подготовке рекламных и научно-популярных роликов для телевидения.

Программа обладает интерактивным объектно-ориентированным интерфейсом, реализует расширенные возможности создания и управления анимацией, хранит историю жизни каждого объекта, предоставляет возможности для создания разнообразных световых эффектов и имеет открытую архитектуру, что позволяет расширять возможности приложения за счет подключаемых плагинов.

Теоретические аспекты работы

Для работы в программе предназначено стандартное для Windows-программ главное командное меню, а также панели инструментов, которые располагаются по краям рабочего окна и обеспечивают быстрый доступ практически к любому элементу интерфейса и к большинству команд главного меню. Основной панелью инструментов является Main Toolbar (Приложение 1) -- она открывается по умолчанию и содержит наиболее часто используемые кнопки инструментов. Следующей по рангу идет командная панель Command Panel , объединяющая шесть панелей с элементами управления, каждая из которых открывается щелчком по соответствующей кнопке:

- Create (Создать) -- объединяет элементы управления для создания различных типов объектов;

- Modify (Изменить) -- содержит элементы управления для изменения и редактирования объектов и применения к ним различных модификаторов;

- Hierarchy (Иерархия) -- предназначена для управления связями;

- Motion (Движение) -- объединяет элементы управления для настройки контроллеров анимации и траекторий движения;

- Display (Отображение) -- позволяет управлять отображением объектов сцены в окнах проекций;

- Utilities (Утилиты) -- содержит разнообразные вспомогательные программы, большинство из которых являются подключаемыми плагинами.

Все создаваемые в программе элементы называются объектами, к ним относятся не только любые геометрические тела, но и формы, камеры, источники света и др. Объектами можно управлять, модифицируя их произвольным образом, объединяя в группы, связывая друг с другом и пр., чтобы получить в конечном счете нужную сцену. Процесс создания объектов называется моделированием. Моделирование осуществляется в окнах просмотра проекций, которые занимают основную часть экрана и позволяют рассмотреть объекты с различных позиций и в разных проекциях. По умолчанию на экране отображаются четыре одинаковых прямоугольных окна, соответствующие проекциям: Top (Сверху), Front (Спереди), Left (Слева) и Perspective (Перспектива) (Приложение 2). При желании можно изменить вариант отображения проекций, отказавшись от каких-то проекций и (или) заменив одни проекции на другие.

Все объекты делятся на категории, выбор которых осуществляется в палитре с помощью соответствующих кнопок (Приложение 3). В каждой категории существует целый список типов объектов, например в категорию Geometry (Геометрия) входят типы: Standard Primitives (Стандартные примитивы), Extended Primitives (Улучшенные примитивы) и др. Нужный тип выбирается из списка. Каждый тип, в свою очередь, объединяет множество разнообразных объектов, в частности тип Standard Primitives позволяет создавать коробки (Box), сферы (Sphere), цилиндры (Cylinder), торусы (Torus), чайники (Teapot), конусы (Cone), геосферы (GeoSphere), трубы (Tube), пирамиды (Pyramid) и плоскости (Plane).

Каждый созданный объект имеет имя, цвет и обладает некоторыми параметрами. Под параметрами объекта понимается набор свойств, описывающих объект в трехмерном пространстве, например его координаты, длина, ширина и высота. Имя и цвет фиксируются в поле Name and Color (Имя и цвет) и их можно изменить, параметры отображаются в процессе создания объекта на панели Create (Создать), а в дальнейшем -- на панели Modify (Изменение), и их набор определяется типом объекта. Например, для чайника (Приложение 4), помимо его размеров, список параметров включает параметры Body (Тело), Handle (Ручка), Spout (Носик) и Lid (Крышка), часть из которых при желании несложно отключить (Приложение 5)

ЧАСТЬ II. Разработка собственной модели острова Сахалин

I Этап. Постановка задачи

Описание задачи

Создать 3D модель острова Сахалин в 3D MAX.

Цели моделирования:

1. Создать трёхмерную модель острова Сахалин, используя Edit Poly;

2. Создать гербы нескольких городов острова Сахалин, используя Edit Poly, Edit Mesh;

3. Создать объёмный текст данных городов;

4. Создать водную поверхность, используя Noise;

5. Создать модель атмосферы, используя Edit Poly, UVW Map;

6. Создать анимацию.

II Этап. Разработка модели

Информационная модель

1. Модель острова Сахалин;

2. Модель гербов

N п/п	Город	Герб	Описание герба
1	Корсаков	Приложение 6	На синем фоне изображён колокол и три перекрещивающихся ключа
2	Невельск	Приложение 7	На синем фоне изображёно солнце, сивуч и рыба
3	Ноглики	Приложение 8	На красно-синем фоне изображена рыба и лист папоротника
4	Оха	Приложение 9	По центру герба изображена нефтяная вышка, над вышкой - изображение чайки.
5	Поронайск	Приложение 10	В гербе городского округа "Поронайский" изображены шхуна и волны.
6	Углегорск	Приложение 11	На оранжево-коричневом фоне изображены якорь, уголь и лес
7	Холмск	Приложение 12	На синем фоне изображён якорь. На заднем плане сопки
8	Южно-Сахалинск	Приложение 13	На синем фоне изображён ключ. Ключ поддерживают по сторонам два серебряных медведя, стоящие на серебряной ленте.

Компьютерная модель:

1. Создание модели герба:

- создание Box (Geometry, Object type);

- с помощью Edit Poly (модификация точек) и Edit Mesh (модификация полигонов) box в герб.

2. Создание Text (Shapes, Object type),;

3. Создание модели острова Сахалин:

- создание plane (Geometry, Object type) и модификация с помощью Edit Poly;

- Модификация Plane с помощью Edit Mesh в приподнятый остров (Приложение 17);

- Создание рельефа с помощью Edit Mesh на полученном острове

4. Создание водной поверхности:

- создание Plane (Geometry, Object type);

- модификация Plane с помощью Noise;

5. Создание модели атмосферы:

- создание Sphere (Geometry, Object type);

- модификация Sphere с помощью Edit Poly (Edit Polygons, Flin);

- модификация Sphere с помощью UVW Map (Spherical),;

6. Создание анимации

- Создание камеры (Cameras, Free);

- Перемещение камеры по заданной траектории.

III Этап. Компьютерный эксперимент

План эксперимента

Эксперимент 1:

Проверка 3D модели острова Сахалин на соответствие с действительностью.

Эксперимент 2:

Проверка моделей гербов на соответствии с их положением относительно острова.

Эксперимент 3:

Проверка текстов на соответствие городам гербов.

Эксперимент 4:

Проверка водной поверхности на «движение».

Эксперимент 5:

Проверка анимации.

Проведение исследования

Эксперимент 1:

Получившаяся модель соответствует действительности: есть равнины, горы.

Эксперимент 2:

Герб соответствует расположению данного города.

Эксперимент 3:

Текст соответствует гербу города.

Эксперимент 4:

Водная поверхность соответствует заданной схеме (движется).

Эксперимент 5:

Анимация соответствует задуманной идеи.

IV Этап. Анализ результатов моделирования

В ходе моделирования мною была создана 3D модель острова Сахалин с гербами некоторых городов, водная поверхность, модель атмосферы, а так же анимация просмотра острова. Полученная работа соответствует задуманной цели.

трехмерный моделирование анимация компьютерный

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Широкое применение программа 3D Studio Max находит при создании дизайнерских замыслов и в архитектуре. Очень трудно представить новый проект архитектора. Для непосвящённого в технические вопросы человека, да ещё без образного мышления, невозможно увидеть новый проект глядя на чертежи. Прорисовки различных вариантов и разных планов отнимают много времени. Как узнать замысел архитектора или дизайнера, как увидеть здание или новый автомобиль глазами дизайнера - здесь может помочь 3Ds MAX.

Так и мне программа 3Ds MAX помогла передать задуманное. Я так же не собираюсь останавливаться на данной работе. В связи с тем, что следующий год посвящён дню космонавтики, я бы хотела создать высоко-полигонную 3D модель ракеты, старт и полёт ракеты с космодрома.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чумаченко И.Н. Шаг за шагом 3d max 8 [Текст] / И.Н Чумаченко М: АСТ. 2007. 608 с.

2. Мэрдок К. 3ds Max. [Электронный ресурс], режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki/3ds_Max

3. Пронин Г. В. База уроков по 3d. [Электронный ресурс], режим доступа http: //www.3dtotal.ru/forum/forumdisplay.php?f=56

4. Пекарев Л. П.. Учебник по 3D MAX. [Электронный ресурс], режим доступа http://www.web-planets.narod.ru/webdiz/yrisov/graphiks/3dmax5/3dmax_big/index.htm

5. Тимофеев С. Е. Всё о 3D's MAX. [Электронный ресурс], режим доступа http://3dsdesign.ru/3dmaxhistory.html

6. Харьковский А. В. 3D моделирование. [Электронный ресурс], режим доступа http://www.mir3d.ru/learning/766/

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Панель инструментов Main Toolbar

Окна проекции

Категории объектов

Параметры объекта 1

Параметры объекта 2

Приложение 2

Герб города Корсаков

Герб города Невельск

Герб города Ноглики

Герб города Оха

Герб города Поронайск

Герб города Углегорск

Герб города Холмск

Герб города Южно-Сахалинск

Модель герба

Модель текста

Модель острова Сахалин (плоская)

Модель острова Сахалин (приподнятая)

Модель острова Сахалин (с рельефом)

Модель водной поверхности

Рельеф острова Сахалин

Карта острова Сахалин

Создание атмосферы

Размещено на Allbest.ru